Penguat DIFFERENSIAL

    Penguat beda (differential amplifier) sering disebut juga penguat diferensial, biasanya dibuat dengan sistem transistor yang dirangkai secara rangkaian “emitter–biased“. Dua buah tipe semikonduktor yang hampir sama, yaitu BJT (Bipolar Junction Transistor) dan FET (Field Effect Transistor) diperlukan untuk aplikasi pembuatan penguat diferensial. Semua komponen ini dalam dua rangkaian “emitter-biased”, yang kedua komponennya harus memiliki karakteristik yang sesuai. Termasuk sumber tegangan (power supply) +VCC dan  VEE harus mempunyai level amplitudo yang sama besar. Untuk desain penguat yang multitingkatnya, dengan mendapatkan penguatan tegangan yang besar, maka dapat digunakan sebuah rangkaian searah yang langsung antara semua tingkat dari penguatdiferensial tersebut.

  Pengertian rangkaian searah langsung adalah dengan menghilangkan frekuensi mati (cut off frequency) yang lebih rendah yang biasa menggunakan kopel kapasitor, maka kopel kapasitor ini harus dihilangkan, sehingga menjadi kopel langsung. Oleh karena itu, penguat diferensial mempunyai kemampuan menguatkan sinyal DC yang baik, sama seperti menguatkan sinyal AC. Dalam sistem instrumentasi, penguat diferensial juga baik dan banyak digunakan sebagai pembanding dua buah sinyal input.

Kelemahan sebuah penguat dengan umpan balik arus searah seperti contoh pada rangkaian penguat tunggal emitor bersama (common emitter) adalah terjadinya pergeseran titik kerja DC akibat perambatan panas antara basis-emitor, sehingga menyebabkan titik kerja penguat menjadi tidak stabil akibat dari kenaikan temperatur pada sistem bias transistor tersebut (tingkat faktor kestabilan menurun).

Pada gambar untuk mencapai tingkat kestabilan yang baik pada jenis penguat tunggal maka pada kaki emitor harus dihubungkan sebuah resistor RE. Efek dari penambahan ini berakibat pada penguatan arus bolak-balik menjadi menurun (dipandang dari emitor mengakibatkan suatu efek umpan balik sinyal ac pada resistor RE).

Gambar Prinsip kestabilan dengan teknik umpan balik negatif

Gambar  Diagram blok dari rangkaian Gambar 2.0

Untuk itu salah satu cara guna mendapatkan penguatan arus bolak-balik yang tinggi, maka pada resistor RE harus dijajarkan sebuah kapasitor internal bypass dimana pada prinsipnya adalah sama seperti halnya pada kapasitor kopling eksternal di keluaran dan masukan, yaitu fungsinya tidak lain adalah untuk menghubungkan sinyal bolak-balik.

Akibat dari pemakaian kapasitor bypass tersebut adalah terjadinya efek yang mengakibatkan adanya kenaikan waktu untuk mencapai stabil (time constant) menjadi lebih lambat, sehingga mengakibatkan kenaikan batas frekuensi bawah (fL).

Permasalahan yang lain adalah terjadinya perlambatan akibat pengisian muatan pada kapasitor-kapasitor kopling (penggandeng) oleh tegangan sumber DC, dengan demikian titik kerja DC untuk mencapai titik stabil diperlukan juga waktu tunda (time constant).